Comportamento do modelo com e sem restrições

Aqui será apresentado o último cenário onde o modelo é testado sem as suas restrições, acabando com a comparação dos valores obtidos com os do modelo original que inclui as suas restrições. O objetivo deste cenário é saber qual a influência das restrições nos valores finais.

Decidiu-se fixar a produção hídrica o que significa que só se vai otimizar a energia eólica e a fotovoltaica.

Aplica-se tanto no modelo de minimização da variância como o da minimização da função de custos, estes resultados e observações.

Os dados utilizados para se saber o comportamento do modelo com e sem restrições são os do ano de 2012.

Os resultados obtidos vão ser iguais tanto para a minimização da variância como para a minimização da função de custos, mas só quando temos presente as restrições.

 Minimização da variância com e sem restrições:

Olhando para a tabela 14 temos os resultados obtidos para as duas simulações referentes ao modelo de minimização da variância. A primeira coluna apresenta as restrições e a segunda é sem essas restrições.

Tabela 14 – Valores obtidos para a minimização da variância com e sem restrições.

Com restrições (Original) Sem restrições

q 0.287 0.048 a1 [MW] 3754.290 39.399 a2 [MW] 1455.523 1025.622 sT [MW] 851.664 871.972 cv 0.490764 0.294227 meanT [MW] 1735.383 2963.599 Corte de Produção [MW] 71.403 -579.000

Como o modelo consiste em reduzir a minimização da variância e tendo em conta que não se tem imposições de quotas a cumprir, existe alguma liberdade para se reduzir os valores de capacidade renovável, visto ser esta que induz a variância.

De acordo com o que foi dito, se olharmos para as potências instaladas de eólica e de fotovoltaica, o modelo sem restrições opta por colocar pouca eólica e fotovoltaica, alcançando valores na ordem dos 39 MW para a eólica e 1025 MW para a fotovoltaica. Os valores aparecem graças às combinações de variâncias e covariâncias que levam á instalação destas capacidades, caso contrário os valores poderiam ser iguais a zero.

Com estes valores ótimos de capacidade instalada a quota renovável vai passar de 0.287 para 0.048, justificado pela grande redução de capacidade renovável instalada.

Com a redução da quota renovável existe uma maior produção térmica porque sobra mais energia para ser produzida pelas centrais térmicas.

Quando não existem restrições o valor do desvio padrão sobe, visto que são estas mesmas restrições que fazem reduzir as oscilações da produção térmica, implicando assim que o valor do desvio padrão seja mais baixo na presença de restrições.

Sem restrições, o coeficiente de variação da produção térmica será mais baixo. O motivo é que neste cenário a média de produção térmica é superior face ao caso com restrições, para além de que como o coeficiente de variação é o quociente entre o desvio padrão e a média da produção térmica, iremos ter menos variação térmica se esta tiver em maior quantidade como no caso sem restrições.

Por fim, temos o corte de produção renovável sendo possível ter uma melhor perceção dos resultados através da figura 47. Aqui procurou-se saber a quantidade de energia cortada. Com as restrições tem-se 71 MWh de energia em excesso e sem elas fica a faltar 579 MWh de energia, ou seja sem as restrições era preciso mais geração de energia renovável para que juntamente com a produção térmica se pudesse satisfazer o perfil do consumo existente.

Figura 47 – Corte de produção renovável, com e sem restrições.

corte com restrições 71 sem restrições -579 -800 -600 -400 -200 0 200 En e rg ia [M Wh]

 Minimização da função de custos com e sem restrições:

Na tabela 15 temos os resultados obtidos para as duas simulações referentes ao modelo de minimização da função de custos, em que na primeira coluna temos as restrições e a segunda coluna é sem essas restrições.

Tabela 15 – Valores obtidos para a minimização da função de custos com e sem restrições.

Com restrições (Original) Sem restrições

q 0.287 0.501 a1 [MW] 3754.290 6427.091 a2 [MW] 1455.523 2724.513 sT [MW] 851.664 1305.245 cv 0.490764 2.080268 meanT [MW] 1735.383 627.441 Corte de Produção 71.403 67318.250 Custos iniciais [€/TWh] 37059.000 37059.000 Custos finais [€/TWh] 28504.000 15995.000

Redução dos custos % 23.085 56.839

O modelo terá agora como principal objetivo a minimização dos custos associados à produção térmica. Como não existem quotas impostas ou outras restrições, pode-se aumentar a produção renovável de forma a reduzir ao máximo a produção térmica, independentemente de outros fatores como por exemplo a variância que no cenário anterior tinha um papel central.

Com base nisto, e observando as potências instaladas de eólica e de fotovoltaica, vemos que o modelo sem restrições opta por colocar bastante eólica e fotovoltaica passando a ter valores na ordem dos 6427 MW para a eólica e 2724 MW para a fotovoltaica. Com base nestes valores vai ser possível aumentar a quota renovável que passa de 0.287 para 0.501, permitindo reduzir os custos de produção térmica porque quanto mais renovável tivermos menor será a necessidade de produzir energia elétrica a partir de centrais térmica o que reduz os custos.

Pode-se concluir que o valor médio da produção térmica com restrições (1735 MW) esse valor é bastante superior do que no cenário sem restrições (627 MW), sendo um indicador de que quanto maior for a produção térmica maiores serão os custos. Tendo isto em conta, como não temos nenhum limite ou imposição de quota, no cenário

sem restrições o modelo limita-se apenas a reduzir o custo aumentando a quota renovável.

Por sua vez, o desvio padrão apresenta um valor superior quando as restrições não estão comtempladas o que vai de acordo com as expectativas, porque ao usar-se mais renovável para reduzir os custos será introduzida uma maior variância que se pode confirmar nos valores do desvio padrão da tabela 15. Para além disso se não tivermos restrições o desvio padrão da térmica aumenta e a média de produção térmica diminui, devido à minimização dos seus custos.

Em relação à quantidade de energia renovável que foi cortada, para ambos os casos, existe energia renovável em excesso. Contudo, no cenário sem restrições devido à elevada quantidade produzida de energia renovável surgirá mais energia cortada – cerca de 67318 MW – com as restrições verifica-se um valor semelhante ao do cenário da minimização da variância: 71 MW.

Por último, temos a análise dos custos que se torna mais percetível com o auxílio da tabela 16. Quando não são utilizadas restrições existe uma grande redução dos custos, passa dos 23% (com restrições) para os 56% (sem restrições). Esta alteração ocorre porque o modelo quer reduzir ao máximo os custos e ao não ter restrições vai apostar ainda mais na geração renovável, diminuindo o máximo possível na produção térmica. Quanto maior é a produção térmica mais custos se tem.

Tabela 16 – Custos associados a produção térmica com e sem restrições.

Com restrições (Original) Sem restrições

Custos iniciais [€/TWh] 37059.000 37059.000

Custos finais [€/TWh] 28504.000 15995.000

Redução dos custos [%] 23.085 56.839

Apesar do cenário sem restrições apresentar uma maior redução de custo – 56% – este valor não é real porque existem quotas que têm de ser cumpridas, mas desta forma torna-se possível observar a importância das restrições porque fornecem uma maior veracidade aos valores obtidos ao longo deste trabalho.